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1、国家电网公司110500kV输电线路典型设计500kV C方案方案介绍电网公司输电线路典型设计工作组二。五年一月 十六日第一章概述2.第二章设计条件2.目录2.1气象条件22.2导地线型式2第三章杆塔规划3.第四章绝缘配合5.第五章塔头布置6.第六章杆塔优化7.第七章及组合 错误!未定义书签。第八章设计图错.误!未定义书签。第九章方案特点18第一章概述按照电网公司110500kV输电线路典型设计工作会议西南 电力设计院负责500kV典型设计模块C的设计工作。该模块为海拔 1000m以、设计风速30m/s、导线为4XLGJ-630/45的单回路铁塔， 按平地和山区分别规划设计。平地直线塔设计了一
2、套猫头塔和一套中 相V串的酒杯塔，山区直线塔设计了一套中相V串的酒杯塔，耐塔为干字型铁塔。平地铁塔按平腿设计，山区铁塔按全方位长短腿设计。 全部铁塔共25个。本次典型设计采用以下规程、规：110500kV架空送电线路设计技术规程(DL/T5092-1999 )架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T 5154-2002 ) 第二章设计条件2.1气象条件本模块气象条件及组合见下表:气象工况气温(C)风速(m/s)覆冰厚度(mm)最高气温+4000最低气温-2000覆冰情况-51010最大风速-5300安装情况-5100平均气温1500外过电压15100过电压151502.2导地线型式本次线路典
3、型设计采用的导线按照国标铝绞线及钢芯铝绞线GB1179-83选取，根据2005年8月9日电网公司召开的电网公司110500kV输电线路典型设计工作会议精神 500kV典型设计模块C导线型号选用LG4 630/45型钢芯铝绞线；地线型号选用铝包钢绞 线JLB4 150。导线和地线的参数如下表：f _导地线数据导线地线电线型号LGJ-630/45JLB40-150结构铝（根数/直径）45/4.20/铝包钢（根数/直 径）7/2.819/3.15计算截面积（mm2）666.55148.07计算外径（mm）33.615.75计算重量（kg/m ）2.060.6966导线计算拉断力（N）（地线为钢丝破断
4、拉力总和N）10390058720设计安全系数2.54.0最大使用应力（MPa）86.44211.08平均运行应力与破坏应力之比25%25%20 C直流电阻（Q/km）0.073890.2952弹性系数（MPa）6300098100线膨胀系数（1/0C）20.9 X10-615.5X 10-6第三章杆塔规划为使典型设计塔型规划更加合理，我们对以往我院设计的一些500kV送电线路工程的水平档距、垂直档距、垂直档距系数、转角度数分布等进行了统计，在对统计结果进行分析、整理的基础上进行杆 塔规划模块C平地塔型规划表)丁与塔 型转角( )呼高(m)水平档距(m)垂直档距(m)Kv系数1直线塔5C-ZB
5、15C-ZM124-424205500.8525C-ZB25C-ZM224-455007000.7535C-ZB35C-ZM330-486509000.6545C-ZB45C-ZM448-605007000.755悬垂转角5C-ZJ101027 365007000.756耐塔5C-J102021 3045080075C-J220 4021 3045080085C-J340 6021 3045080095C-J460 9021 30450800105C-DJ106021 30450800模块C山区塔型规划表)丁与塔型转角()呼高(m)水平档距(m)垂直档距(m)Kv系数)丁与塔型转角( )呼高(
6、m)水平档距(m)垂直档距(m)Kv系数1直线塔5C-ZBC124-424606000.8525C-ZBC224-485507500.7535C-ZBC324-4875010000.655C-ZBC40227-5495012000.555C-ZBC557-635507500.755悬垂转角5C-ZJC101024 395007000.756耐塔5C-JC102021 30450750/土 35075C-JC220 4021 30450750/土 35085C-JC340 6021 30450750/土 35095C-JC460 9021 30450750/土 350105C-DJC106021
7、 30450750/土 350第四章绝缘配合4.1绝缘子型式及片数绝缘子片数根据不同的污秽等级， 采用不同的片数和型式，即I、 II级污区基本片数采用28片160kN、26片210kN绝缘子，山级污区 采用180kN、240kN合成绝缘子；在确定塔头尺寸时， 还考虑线路的 地形因素(即下倾 f)的影响。主要绝缘子串型式、片数、长度见 下表：绝缘子串型式、片数、长度气象区绝缘子申型式片数长度（米）10mm160kN1 X285.3310mm210kN1 X265.4410mm300kN1 X235.644.2空气间隙塔头空气间隙考虑工频电压、 操作过电压、外过电压和带电作业 情况。本段线路经过地
8、区海拔高度在 1000米以下，空气间隙取值见 下表：空气间隙申“V”申大气过电压间隙（m）3.33.6操作过电压间隙（m）2.73.40工频电压间隙（m）1.31.40带电检修间隙（m）3.2+ 0.3 0.53.50 + 0.5第五章塔头布置塔头布置规划的猫头塔和酒杯塔设计条件，以“满足电气间隙要 求，杆件受力合理，传力路径清析，兼顾美观”为原则。1）地线对导线的保护角按小于10o考虑。2）导地线之间水平位移不小于 1.75m;3）两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍;4）水平排列的酒杯塔中相采用“V”串，其成型串的夹角为：I型塔取85、II型塔取90 JII型塔取100、
9、IV型塔取110 （山区）90 （平 地）；V型塔取90 （山区）b5）在进行铁塔外形布置时的结构裕度对应于角钢准线选取，塔身部为300mm，其余部位200mm。6）塔头规划时，摇摆角最大风速不均匀系数取0.61，设计时按0.75校核。根据以上原则，规划的典型猫头塔和酒杯塔塔头如下：第五早杆塔优化5.1猫头塔地线支架采用悬臂结构猫头塔以往地线支架采用三角形支架，杆件数量多，节点处理复杂，地线支架较重。本次典设在满足地线对导线保护角小于10度情况下，地线支架采用悬臂结构，构件受力清晰，结构处理简洁，重 量较轻。5.2酒杯塔上、下曲臂的优化酒杯塔上、下曲臂长度的比值，不仅决定塔头的形状和导线线 间
10、距离的大小，更影响上下曲臂的受力，本模块经优化比较后，上下 曲臂长度比值0.60.75之间，铁塔受力最合理。上、下曲臂连接的X”节点，以往规划塔时外侧平面在一条线上， 本次典设根据间隙的实际情况规划设计，使塔头更紧凑，导线线间距离更小。如下图所示：5.3塔身坡度及根开的优化塔身坡度直接影响主材、斜材的布置形式和规格以及基础的经 济指标。合理的塔身坡度应使塔身主材应力分布的变化与材料规格的 变化相协调，使主材受力均匀。塔身坡度越大，主材受力越小、基础 作用力也越小，但斜材长度和辅助材长度增加，且可能使结构布置复 杂化；反之，主材受力加大、基础作用力也加大，但斜材长度减小。下表以5C-ZB1为例，
11、列表说明坡度及根开于塔重的关系根开尺寸(mm)6640682070007360双面坡度0.180.190.20.2233m 塔重(kg)11135110651098711054从上表看出，5C-ZB1在坡度为0.2、根开7000时，铁塔重量最 轻。依照此方法，本次典设其余铁塔根据每个塔的荷载情况进行优化 设计，使铁塔主、斜材受力合理，铁塔更轻。除以上三点主要优化设计外，本次典设铁塔在计算时对主、斜材 的节间长度、支撑型式，辅助材的布置，隔面设置的位置及型式等进 行了优化。通过一系列的优化设计，使本典设铁塔外形美观、结构安 全合理、铁塔重量较轻。第六章荷载及工况组合6.1荷载6.1.1所有直线塔
12、均考虑锚线条件，安装荷载按照2倍起吊考虑。6.1.2荷载组合满足架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T5154-2002 )的相关要求。6.1.3山区耐塔考虑一侧上拔、另侧下压的情况，其上拔垂直荷载按 照设计垂直档距中的负垂直档距值计算；平地耐塔不考虑上拔情况， 垂直荷载按照3: 7分配。6.1.4耐塔代表档距的取值围为300m600m,按照最严重情况组合。6.1.5地线不平衡力直线塔取50%转角塔取80%6.1.6直线塔断线力取最大使用力的15% 20% 25%6.2工况组合6.2.1直线塔工况工况1: 90度大风，Gmax工况2: 60度大风，Gmax工况3: 45度大风，Gmax工况
13、4: 0度大风，Gmax工况5: 90度大风，Gmin工况6: 60度大风，Gmin工况7: 45度大风，Gmin工况8: 0度大风，Gmin工况9:覆冰，90度风，Gmax工况10：二倍吊装右地线工况11：二倍吊装中导线工况12:二倍吊装左导线工况13:二倍吊装右导线工况14:左地线正锚工况15:左地线已锚，右地线正锚工况16:地线已锚，中导线正锚（V”点锚线工况17:地线、中导已锚，左导线正锚（V”点锚线工况18:地线、左、中导已锚，右导线正锚（V”点锚线工况19:右地已架，左地线前侧已锚，后侧正挂（用于OPGW开 断情况）工况20：地线已锚，中导线正锚（r点锚线工况21:地线、中导已锚，左导线正锚（点
